火电厂热能动力工程中的节能技术分析

胡祥兴

（六盘水师范学院，贵州 六盘水 553000）

火电厂作为我国发电产业中的重要组成部分，对我国电力生产与发展有着非常重要的影响，其对于我国国民经济发展起着基础性作用。但随着我国火电厂装机容量的不断增加，其能耗也在不断上升。目前，火电厂能源利用效率比较低、能源浪费严重，这已经成为制约我国经济持续快速健康发展的重要因素之一。为了保证国家能源能够满足社会经济发展需要，要加强对火电厂热能动力工程的节能技术研究和应用。热能动力工程中广泛应用了许多节能技术，如热电联产技术、汽轮发电机组技术以及中压蒸汽驱动技术等。

1 火电厂热能动力工程中节能降耗的影响因素

1.1 湿气损失过高

湿气损失过高的原因主要有以下几点：首先，蒸汽系统中的管道、阀门、连接件等存在漏气和泄漏问题，导致湿气从系统中逸出。这些漏气和泄漏可能由于密封不良、老化、磨损或损坏等问题引起。高湿气损失会导致能量浪费，降低系统的能源利用效率。其次，火电厂中的锅炉烟气在排出后，应通过烟囱抽风系统将烟气排出，保持压力平衡。如果烟囱抽风不畅，可能会导致烟气回流到锅炉内部，造成湿气增加。这会影响燃烧效率、增加锅炉积灰和腐蚀的风险。最后，锅炉管道和设备未进行足够的绝热处理或冷却不当，烟气中的水蒸气会在管道和设备表面冷凝，导致湿气损失。高湿气损失意味着热能的丧失，导致能源的浪费。这会增加火电厂的能源消耗和运营成本，降低能源效率。

1.2 吹灰技术有待调整

吹灰技术是在火电厂锅炉中清除烟气侧积灰的常用方法之一，可以确保锅炉的高效运行。然而，吹灰技术在实际应用中存在一些问题和潜在危害，具体体现在以下几点：首先，传统的时间间隔吹灰技术通常是按照固定的时间间隔进行，无法根据实际的灰积累情况进行调整。这导致了在某些情况下进行了不必要的吹灰操作，浪费了大量的能源，增加了运行成本。其次，吹灰操作可能导致锅炉内部温度的波动，特别是在大型锅炉中。这些温度波动会对锅炉的热应力造成负面影响，可能导致热胀冷缩、裂纹甚至设备失效。最后，吹灰过程中产生的烟气和粉尘会排放到大气中，对环境造成污染。特别是对于老旧的火电厂，其吹灰系统可能无法有效控制排放的污染物，导致大气中的颗粒物浓度升高。

1.3 锅炉设计亟需优化

锅炉是火电厂中关键的能源转换设备，其设计质量和性能直接影响火电厂的能源利用效率和安全运行。然而，目前锅炉设计较为传统，容易导致能源浪费、环境污染和安全隐患等危害，其危害具体体现在以下几点：第一，锅炉设计不合理或落后可能导致排放污染物的水平超过环保标准。例如，燃烧系统设计不完善，烟气中的氮氧化物、二氧化硫等污染物排放量较高。这不仅对环境造成污染，还可能引发相关的环保问题和法律法规的制裁。第二，锅炉设计不合理或存在缺陷可能导致安全隐患。例如，锅炉结构设计不稳定，承受不了高温和高压的工况；控制系统设计不合理，无法对锅炉进行准确的监测和控制。这可能引发锅炉事故，对人员和设备造成严重伤害。第三，锅炉设计不合理可能导致设备的维护和运行成本增加。例如，结构复杂的锅炉难以维护和检修；设计不合理的控制系统难以操作和维护。这会增加火电厂的运行成本，降低经济效益。

1.4 燃烧控制技术滞后

燃烧控制技术在火电厂中起着至关重要的作用，它对于保证燃烧过程的稳定性、提高热能转化效率和减少排放具有重要意义。然而，目前燃烧控制技术较为滞后，导致燃烧控制技术无法充分发挥其应有的作用，具体体现在以下两方面：一方面，一些火电厂中的燃烧控制设备和系统存在老旧化的问题。这些设备可能无法满足新的燃烧控制要求，缺乏现代化的控制功能和监测手段。这导致了燃烧过程的监控和调节能力的限制，影响了燃烧效率和排放控制。另一方面，部分火电厂的燃烧控制仍然依赖人工操作和经验判断，缺乏自动化和智能化控制技术的应用。这使得燃烧过程的控制和调节过于依赖操作员的经验和技能，容易受到人为因素的影响，导致控制效果不稳定和不准确。燃烧控制技术滞后容易导致火电厂的能源利用效率低下和排放水平高。例如，燃烧不完全或过量空气会导致燃烧效率下降和燃料浪费，同时增加烟气中的污染物排放量。这对能源资源的可持续利用和环境保护造成负面影响。

2 热能动力工程中的节能技术的应用策略

2.1 减少湿气损失

在火电厂的运行过程中，常常会出现能源消耗的情况，为促进节能降耗，应采取有效措施减少湿气损失。要减少湿气损失，就要做好以下几点：首先，定期进行设备的检修和维护，特别是与蒸汽系统相关的设备，如阀门、管道、密封件等。及时修复和更换磨损或损坏的部件，确保系统的密封性和正常运行，从而减少湿气的泄漏。其次，确保蒸汽系统中的管道连接和接头处的密封性。使用高质量的密封材料，如橡胶垫片或密封胶带，以确保管道连接紧密无漏。此外，采用正确的紧固方法和适当的扭矩，以确保连接的稳固和密封。再次，定期进行漏气检测，使用专业的检测仪器来寻找蒸汽系统中的漏气点。一旦发现漏气，及时采取修复措施，如更换密封件、修复管道破损等，以减少湿气的损失。最后，合理控制蒸汽系统的压力，避免超过设计压力范围。高压蒸汽在泄漏时容易产生湿气，因此，保持合适的蒸汽压力有助于减少湿气的生成和损失。此外，加强员工的培训和管理，提高他们对蒸汽系统运行和维护的认识。员工应具备正确的操作技能和维护意识，能够及时发现和处理与湿气损失相关的问题。

2.2 调整吹灰技术

传统的时间间隔吹灰技术无法根据实际的灰积累情况进行调整，导致在某些情况下进行了不必要的吹灰操作，浪费了大量能源。通过调整吹灰技术，根据实际的灰积累情况和锅炉运行状态，合理控制吹灰的时间和频率，可以提高能源利用效率，降低燃料消耗和能源成本。要调整吹灰技术，应从以下几点着手：（1）根据锅炉的运行状态和燃烧情况，合理确定吹灰的频率和时间。过于频繁的吹灰会增加能耗，而过少的吹灰则会导致灰尘堆积和热传导性能下降。通过实时监测锅炉的运行参数和灰渣情况，调整吹灰的频率和时间，使之达到最佳效果。（2）根据锅炉的结构和燃烧情况，选择合适的吹灰方式和位置。常见的吹灰方式包括蒸汽吹灰、压缩空气吹灰和高压水射流吹灰等。通过调整吹灰方式和位置，使得吹灰能够充分清除锅炉内部的灰尘和污垢，提高吹灰效果。（3）根据锅炉的特性和吹灰设备的性能，调整吹灰参数，如吹灰气压、吹灰时间和吹灰周期等。合理的吹灰参数可以提高吹灰的效率和彻底性，减少能耗和排放。（4）应用智能化吹灰系统，结合传感器、监测设备和控制算法等技术，实现对吹灰过程的自动化和优化控制。通过实时监测锅炉的工况和灰渣情况，自动调整吹灰参数和时机，提高吹灰的效果和能源利用效率。

2.3 优化锅炉设计

优化锅炉设计可以提高燃烧过程的效率，增加热能转化效率。通过合理选择锅炉类型、优化燃烧系统、改进换热器和余热回收系统等措施，可以减少热损失、降低燃料消耗，提高锅炉的能源利用效率。要优化锅炉设计，具体可以从以下几点展开：第一，采用先进的燃烧系统，如燃烧器优化设计、风量调节技术和燃烧控制系统等。通过精确调整燃料供应、空气供应和混合过程，提高燃料的利用率和燃烧效率，减少燃烧产生的废气和污染物排放。第二，合理设计锅炉的换热面结构和布置，以最大程度地提高热传导效率。采用高效的换热器材料和热交换表面增大技术，增加换热面积，减少烟气温度和热量损失，提高热能利用效率。第三，在锅炉系统中添加废热回收装置，利用烟气中的余热，如烟气余热锅炉、烟气余热蒸汽发生器等。通过回收和利用废热，将其转化为有用的热能或电能，提高整体能源利用效率。第四，应用先进的节能附件，如变频器调速装置、自动调节阀门和智能控制系统等。这些附件能够根据实际需求进行自动调节和优化控制，提高锅炉的运行效率和稳定性。第五，采用先进的烟气净化技术，如烟气脱硫、脱硝和除尘等装置，减少烟气中的污染物排放。这些技术可以降低环境污染和对空气质量的影响，同时提高锅炉的整体性能。第六，在设计过程中考虑整个锅炉系统的集成和优化，包括锅炉、燃烧系统、水处理系统和烟气处理系统等。通过协调各个子系统之间的关系，实现整体效益的最大化。

2.4 创新燃烧控制技术

创新的燃烧控制技术可以通过优化燃烧过程，提高燃烧效率，实现更充分的燃料燃烧，减少能源浪费。这可以提高火电厂的能源利用效率，降低燃料消耗和碳排放。要创新燃烧控制技术，具体可以从以下几个步骤展开：（1）通过安装传感器和监测装置，实时监测燃烧过程中的关键参数，如燃料供应、空气供应、温度和压力等。利用先进的控制算法和人工智能技术，对燃烧过程进行优化调节，确保燃烧效率最大化、排放最小化。（2）引入自动化控制系统，实现燃烧控制的自动化和精确调节。通过控制系统的反馈和前馈控制，对燃烧器的燃料和空气供应进行精确控制，确保燃烧过程的稳定性和高效性。（3）采用多燃料燃烧技术，允许使用多种燃料进行燃烧，如天然气、煤炭、生物质等。通过合理选择和混合不同燃料，实现燃料的多样化利用，并优化燃烧过程，提高燃烧效率和能源利用效率。（4）利用数值模型和模拟技术，对燃烧过程进行模拟和优化。通过对燃烧过程中的流场、燃烧特性和传热机制进行分析，优化燃烧器设计和燃烧控制策略，提高燃烧效率和排放控制。（5）结合燃烧控制技术与废气净化技术，减少燃烧过程中产生的污染物排放。

3 结语

目前，我国正处于经济社会的快速发展阶段，各种能源需求量也在持续增长，但是能源危机和环境污染问题也日渐突出，为了在能源使用中做到最大限度的节约和保护环境，就必须采取有力措施，优化锅炉设计、创新燃烧控制技术、减少湿气损失，进一步提升其能源的利用效率，降低对能源的消耗，从而实现火电厂热能动力工程的节能减排。